OB电竞:航空发动机的转子为什么要对转?

发布时间:2022-06-12 01:11:24 作者:ob欧宝体育直播 出处:ob欧宝下载 字号

  有一些熟悉军事装备的朋友一定知道,在航空发动机中有一种被称为“转子对转”的现象,表示在设计中,航空发动机会让高压转子和低压转子旋转方向相反。在2月7日的首条推送中,我们还专门讨论过,有兴趣的朋友们可以翻翻看。在文中小编指出了:转子对转并不是为了取消涡轮前进口导向器。但是限于篇幅,小编却没有解释两个问题:

  所谓的陀螺力矩效应就是当物体在高速旋转的时候,它会在指向方向上有一种惯性,而你想要改变物体的空间方向,就一定会受到来自旋转物体的反作用力。

  这就是说,当飞机做机动飞行的时候,会强迫发动机中的那些飞速转动的转子改变空间中的方向,从而使飞机受到一定的反作用力矩。这个力矩一方面会影响飞机的机动性,但是更重要的是,这些额外的力矩对于诸如发动机-飞机连接部位的强度是很不利的。所以当看到飞机在做机动飞行的时候,你可以想象发动机在倔强地抗拒着飞机的转弯,并带来不利影响。

  而通过两个转子的对转,可以让转子产生的陀螺力矩互相抵消,从而一定程度上降低陀螺力矩效应对发动机和飞机产生的不利影响,这就是转子对转的第一个好处。

  而真正让航空发动机越来越倾向于使用转子对转设计的,其实是这第二个好处:那就是从动力学的角度尽可能地缓解了转子的振动问题。

  所谓的转子振动,就是当转子转速接近某些特定转速的时候,会产生一种名为“共振”的现象,从而使得发动机必须要停止工作,否则就会造成发动机不可逆的损伤和破坏。

  如果只有一根转子,那么转子的振动问题相对来说就比较好解决,但是当高低压转子在发动机那么小的空间内共同工作的时候,他们之间是互相影响的,这就意味着两根转子的振动绝对不是1+1=2那么简单,而是要远比一根转子的振动复杂得多。

  而相比较于同向转动,当两根转子反向转动的时候,可以让转子的工作点更加远离共振点。其中的影响原理非常复杂,但是可以给大家看一个直观的结果。

  下面这张图里,横坐标是低压转子转速,纵坐标是高压转子转速,所以左半边就是高低压转子转速相反的情况(相对转动),而右半边就是高低压转子转速相同的情况(同向转动)。而转子在正常工作状态下,对应的高低压转速点就在灰色区域内,而那些彩色的线是绝对不能碰到的线。显然,当高低压转子对转的时候,安全区域更大,也代表发动机也就更加稳定。

  所以,上面两个原因,才是高低压转子相对转动的好处,远远不是“可以取消低压涡轮进口导向器”这一个好处。